置换加固技术在地基处理中的应用

摘要:本文以某钢铁公司焦炉地基加固工程为例,介绍了在某扩建工程未拆除部分地基处理中置换加固技术的应用实例。

关键词:置换加固;地基处理;应用

1 工程概况

1.1 简介

某钢铁公司焦炉扩建工程,由于资金问题当年只施工了地基加固及基础部分就被迫停工,地基加固采用强夯置换碎石法施工,基础采用1.0m厚的钢筋砼筏板基础。两年后决定在原规模基础上进行扩建和再建,但由于筏板基础出现了多条裂缝,因而进行了拆除。但为了确保相邻焦炉正常运行,仍保留了11.8m长的基础筏板作为缓冲带。如何保证未拆除部分筏板基础的完整性以及建成后建筑物基础的沉降量与相邻基础的沉降量之差在允许范围内,确保建好的焦炉不因地基基础的不均匀沉降而影响设备的正常运行是本工程的关键。

1.2 工程地质条件

该场地地层自上而下分别为:

① 含碎石柱体的粉质粘土:碎石柱体为原地基强夯时的主夯点,柱体深度1.5-2.0m,点距约6.0-7.0m。

② 粉质粘土:黄褐色,可塑,具微弱湿陷性,部分地段含焦油,层厚1.5-6.0m,承载力标准值fk=210kPa。

③ 粗砂、砾砂:黄褐色,稍湿,稍密—中密,层厚0.5-2.5m,承载力标准值fk=220kPa。

④ 粉质粘土:黄褐色,可塑,层厚大于3.2m,承载力标准值fk=180kPa

1.3 技术要求

① 经加固处理后,地基承载力应达到250kPa;

② 焦炉基础容许均匀绝对沉降量≤50mm;

③ 焦炉纵向、横向倾斜≤8.85 mm;

④ 基础底板埋深3.0m。

2 地基加固处理

2.1 方案设计

为满足技术要求,经反复对比论证,决定采用拌有生石灰粉末的碎石类土、掺粘土,粉煤灰的砼对筏板下地基基础进行局部置换加固。具体方案有如下内容:

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① 沿筏板基础下部纵向开挖两条梯形洞,上口宽4.0m,下口宽2.0m,见图1,洞开挖分两步进行,一条施工完毕后再施工另一条。

② 洞开挖完毕后,首先对洞底分层铺设一层拌有生石灰粉末的碎石类土。

③ 根据理论计算、现场试验并结合实际情况,选定生石灰占体积百分比作为施工用量标准。

④ 在施工过程中,每回填0.2m厚混合料后用蛙式打夯机夯实,压实系数达0.95以上,然后进行下一层回填。

⑤ 采用隔板分段式灌注掺粘土、粉煤灰的砼。

2.2 生石灰含量吸水膨胀室内试验

生石灰的掺量根据现场室内试验确定,对占不同体积百分比生石灰含量的碎石类土进行了室内吸水膨胀实验,见表1。

选取生石灰占体积百分比30%作为施工用量标准。

2.3 掺粘土,粉煤灰的砼

配比由实验室确定,其重量比为

水泥∶水∶砂∶碎石∶粉煤灰∶粘土=10∶18∶110∶129∶19∶15。

2.4 施工方法

① 对洞底分层铺设厚度0.8m拌有生石灰粉末的碎石类土。

② 洞身处理:由洞内开始向洞口采用隔板分段式灌注1.0m高的掺粘土、粉煤灰的砼。每段长度1.30-2.2米不等,砼强度控制在2-3MPa之间。

③ 施工中边灌注边振捣,边增加隔板高度直至距筏板底面0.2米停止灌砼,然后用碎砖及掺入5%膨胀剂的水泥砂浆充填挤密。

④ 重复上述过程直至洞口。

⑤ 洞口处理:因置换加固地基时在洞口边缘开挖了宽1.6m,深2.0m的作业坡道,采用碎石类土分层回填夯实,分层厚度为200mm,夯实系数达到0.95以上。

3 效果评价

3.1 对两置换加固处进行检测,其加固效果达到了设计技术要求,结果见表2。

3.2 主体工程竣工后,设备运行期间,进行了为期两年的变形观测,结果表明焦炉基础纵向、横向沉降量均不超过5mm,建筑物未发生裂缝及不均匀沉降。

4 结论

4.1 为保证同一建筑物在不同基础型式的正常使用,关键在于地基承载力及压缩模量这两个参数是否相近。

4.2 本工程实例是在不损坏原有建筑物的情况下,采用洞室充填置换加固地基的方法,该方法不仅达到了设计技术要求,也降低了施工成本,是一种值得推荐的方法。

参考文献。

1.林宗元主编.岩土工程治理手册[S].辽宁科学技术出版社,1993:134-136

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